使用 PREEMPT_RT 在 Ubuntu 中构建实时 Linux 内核

如果需要在Linux 中实现实时计算性能，进而有效地将 Linux 转变为 RTOS，那么大多数发行版都可以打上名为 PREEMPT_RT 的实时内核补丁来完成。

简介

我们曾介绍过在 Ubuntu 22.04 中启用实时 Linux 内核有多简单，因为 Canonical 已将该内核列为一个选项。但要为默认 Linux 内核打上补丁，以便在自己的发行版中构建自己的实时 Linux 内核，也并不困难。基本步骤是下载内核源代码和 PREEMPT_RT 补丁、打补丁、构建内核、重启系统并选择新的实时内核。有关实时 Linux 项目的更多信息，包括 RT_PREEMPT 补丁的最新稳定版本，请查看 Linux 基金会的项目页面。

01

前提条件

Ubuntu 22.04 LTS 桌面--安装说明请参阅：

https://ubuntu.com/tutorials/install-ubuntu-desktop#1-overview

需要：

1、足够的可用磁盘空间（约 40GB，取决于内核配置）

2、互联网连接

3、关于构建 Linux 内核的一些基本知识：

https://www.linux.com/topic/desktop/how-compile-linux-kernel-0

Motrotech

安装说明

我们从 Ubuntu 22.04 默认的 Linux 内核（5.15.0-43-generic 版本）开始。

1.创建工作目录

mkdir ~/kernel

cd ~/kernel

2.从 kernel.org 下载特定 Linux 内核版本的内核源文件和实时补丁文件。

wget https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.15.96.tar.gz

wget https://mirrors.edge.kernel.org/pub/linux/kernel/projects/rt/5.15/patch-5.15.96-rt61.patch.xz

3.解压源文件

tar -xzf linux-5.15.96.tar.gz

xz -d patch-5.15.96-rt61.patch.xz

cd linux-5.15.96

patch -p1 <../patch-5.15.96-rt61.patch

4.配置内核编译选项并安装依赖软件包。

cp /boot/config-5.15.0-43-generic .config

sudo apt update

sudo apt install make gcc libncurses-dev libssl-dev flex libelf-dev bison

make menuconfig

5.从 "常规设置"/"抢占模式 "中激活 "完全抢占内核（实时）"选项，然后保存并退出。

6.构建内核（注意：这可能需要一些时间）。在编译过程中，可能有几个依赖项必须安装（其中一些在上一步中涉及），因此当遇到编译错误时，请检查您系统中可能需要的其他软件包。

sudo make

7.安装内核模块：

sudo make modules_install

8.安装内核：

sudo make install

9.重新启动并选择新构建的 PREEMPT_RT 内核，而不是默认内核。您可能需要编辑 Grub 配置，才能进入引导加载器屏幕选择新的实时内核。有关 Grub 2 引导加载器的更多信息和帮助，请参阅 https://help.ubuntu.com/community/Grub2。

10.检查以确认新的实时内核正在使用中。你应该在内核名称中看到"-rt"。

结论

按照上面的步骤修补、构建并在 Ubuntu 中安装实时 Linux 内核并不困难。这个过程对于其他 Linux 发行版也是一样的。

现在，您就可以在 Linux 中开发实时应用程序了。

北京盟通科技有限公司成立于2013年，是工业自动化领域的高新技术企业。公司专注于实时现场总线技术及工业通讯技术的研发、推广及技术支持服务。依托于核心团队多年的海外和行业经验，盟通科技与欧洲多家自动化领域的佼佼者达成战略合作关系，为客户提供EtherCAT主站协议栈、OPC UA SDK软件开发包、CANopen协议栈、FSoE协议软件、CAN总线硬件、DINA安全模块、艾默生Connext软件等工业协议的标准和定制化产品。